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绪论 1

第1章 气体 5

1.1气体经验定律和理想气体状态方程 5

1.1.1气体经验定律 5

1.1.2理想气体状态方程 6

1.1.3分子间力与理想气体模型 6

1.1.4摩尔气体常数 8

1.2道尔顿分压定律和阿马格分体积定律 8

1.2.1理想气体混合物组成的表示方法 8

1.2.2理想气体状态方程对理想气体混合物的应用 9

1.2.3道尔顿分压定律 9

1.2.4阿马格分体积定律 10

1.3实际气体状态方程 10

1.3.1实际气体的行为 10

1.3.2范德华方程 12

1.3.3其他重要实际气体状态方程 13

1.4临界状态和对应状态原理 14

1.4.1液体的饱和蒸气压 14

1.4.2临界参数 14

1.4.3实际气体的p-V图及气体的液化 15

1.4.4对应状态原理 16

1.4.5普遍化压缩因子图 17

习题 18

第2章 热力学第一定律 20

2.1基本概念及术语 21

2.1.1系统和环境 21

2.1.2状态函数和系统性质 22

2.1.3过程和途径 23

2.2热力学第一定律的有关概念和数学表达式 24

2.2.1热 24

2.2.2功 24

2.2.3热力学能 27

2.2.4热力学第一定律的数学表达式 27

2.3恒容热、恒压热、焓 29

2.3.1恒容热 29

2.3.2恒压热与焓 29

2.4焦耳实验及理想气体的热力学能、焓 29

2.5热容 31

2.5.1热容的定义 31

2.5.2摩尔定容热容和摩尔定压热容 31

2.5.3热容与温度的关系 32

2.6可逆过程和最大功 32

2.7理想气体绝热可逆过程 37

2.8热化学 39

2.8.1化学反应热效应 39

2.8.2热化学方程式 40

2.8.3赫斯定律 41

2.9标准摩尔生成焓 41

2.9.1标准摩尔生成焓的定义 41

2.9.2由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓 42

2.10标准摩尔燃烧焓 43

2.10.1标准摩尔燃烧焓的定义 43

2.10.2由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓 43

2.11反应热效应与温度的关系 43

2.12相变焓 45

习题 46

第3章 热力学第二定律 50

3.1卡诺循环 51

3.2自发过程和热力学第二定律的经典描述 53

3.2.1自发过程及其共同特征 53

3.2.2热力学第二定律的经典表述 54

3.3熵的概念及有关计算 55

3.1.可逆过程的热温商——熵函数 55

3.3.2不可逆过程的热温商 56

3.3.3热力学第二定律的数学表达式 56

3.3.4熵变的计算 57

3.4亥姆霍兹函数和吉布斯函数 64

3.4.1亥姆霍兹函数 64

3.4.2吉布斯函数 65

3.4.3变化的方向及平衡条件 66

3.4.4吉布斯函数变的计算 67

3.5.热力学函数之间的关系 68

3.5.1热力学函数的基本公式 68

3.5.2麦克斯韦关系式及其应用 70

3.5.3吉布斯-亥姆霍兹方程 72

3.6克拉贝龙方程 73

3.6.1克拉贝龙方程的推导 73

3.6.2液-固平衡、固-固平衡时克拉贝龙方程积分式 74

3.6.3液-气、固-气平衡的蒸气压方程——克劳修斯-克拉贝龙方程 75

＊3.7非平衡热力学简介 77

3.7.1热力学从平衡态向非平衡态的发展 77

3.7.2局域平衡假设 78

3.7.3熵流和熵产生 79

3.7.4熵产生速率的基本方程 79

3.7.5昂萨格倒易关系 80

3.7.6最小熵产生原理 81

3.7.7非线性非平衡态热力学 82

习题 83

第4章 多组分系统热力学 89

4.1偏摩尔量 89

4.1.1偏摩尔量的定义 91

4.1.2偏摩尔量与摩尔量的关系 91

4.1.3集合公式 91

4.1.4吉布斯-杜亥姆公式 92

＊4.1.5偏摩尔量的计算举例 92

4.2化学势 93

4.2.1化学势的定义 93

4.2.2过程自发性的化学势判据 94

4.2.3有关化学势的公式 95

4.3气体的化学势 96

4.3.1纯组分理想气体的化学势 96

4.3.2混合理想气体的化学势 96

4.3.3实际气体的化学势——逸度的概念 97

4.3.4纯液体或纯固体的化学势 97

4.4拉乌尔定律和亨利定律 98

4.4.1拉乌尔定律 98

4.4.2亨利定律 98

4.4.3拉乌尔定律与亨利定律的对比 99

4.5理想液态混合物 99

4.5.1理想液态混合物的定义 99

4.5.2理想液态混合物中物质的化学势 100

4.5.3理想液态混合物的特性 100

4.5.4组成理想液态混合物过程中热力学函数的改变 101

4.6理想稀溶液 102

4.6.1理想稀溶液的定义 102

4.6.2理想稀溶液中各组分的化学势 103

4.6.3理想稀溶液与其晶态溶质间的平衡 103

4.6.4分配定律——溶质在两互不相溶的液相中的分配 104

4.7稀溶液的依数性 105

4.7.1溶剂蒸气压下降 105

4.7.2沸点升高 105

4.7.3凝固点降低 106

4.7.4渗透压 107

4.8真实液态混合物 110

4.8.1真实液态混合物对理想液态混合物的偏差 110

4.8.2活度与活度因子的概念 111

4.8.3真实稀溶液 112

习题 113

第5章 化学平衡 117

5.1化学反应的方向和限度 118

5.1.1化学反应系统的吉布斯函数 118

5.1.2化学反应的平衡常数和等温方程 120

5.2标准摩尔生成吉布斯函数 123

5.2.1标准摩尔反应吉布斯函数 123

5.2.2标准摩尔生成吉布斯函数 123

5.3平衡常数的表示方法 124

5.3.1气相反应 124

5.3.2液相反应 126

5.3.3复相反应 126

5.3.4平衡常数与化学方程式写法的关系 127

5.4平衡常数的实验测定 127

5.4.1平衡常数的实验直接测定 128

5.4.2平衡常数的计算 128

5.5 温度对平衡常数的影响 131

5.6平衡混合物组成的计算 132

5.7其他因素对化学平衡的影响 134

5.7.1压力对化学平衡的影响 134

5.7.2惰性气体对化学平衡的影响 136

5.7.3浓度对化学平衡的影响 136

5.8反应的耦合 142

5.9 ΔrG？m与T关系的近似公式及其应用 143

习题 144

第6章 相平衡 148

6.1相律 148

6.1.1相 149

6.1.2组分数 149

6.1.3自由度 150

6.1.4相律的推导 150

6.2单组分系统的相平衡 152

6.2.1单组分系统相平衡的理论基础 152

6.2.2水的三相平衡数据与相图 152

6.2.3固态物质的升华提纯 155

6.2.4相图的说明 156

6.3二组分系统的相图及其应用 157

6.3.1二组分理想液态混合物的完全互溶双液系平衡相图 157

6.3.2杠杆规则 159

6.3.3蒸馏原理 160

6.3.4精馏的原理 161

6.3.5部分互溶的双液系 163

6.3.6完全不互溶双液系——水蒸气蒸馏 165

6.3.7生成完全互溶的二组分固-液系统 166

6.3.8固相部分互溶的二组分固-液系统 168

6.3.9固相完全不互溶的二组分固-液系统 169

6.3.10生成稳定和不稳定化合物的固-液系统 171

＊6.4三组分系统的相图及其应用 173

6.4.1等边三角形坐标表示法 173

6.4.2部分互溶的三液系 175

6.4.3二固体和一液体的水盐系统 177

习题 181

第7章 电化学 185

7.1电解质溶液的导电现象 185

7.1.1第二类导体的导电机理 185

7.1.2法拉第定律 186

7.1.3离子的电迁移 187

7.1.4电解质溶液的电导 191

7.1.5离子独立运动定律 193

7.1.6离子极限摩尔电导率 194

7.1.7电导测定的应用 195

7.2电解质的平均活度与平均活度系数 197

7.2.1平均离子活度与平均离子活度系数 197

7.2.2离子强度 198

7.2.3强电解质溶液的离子互吸理论 199

7.3可逆电池的电动势 201

7.3.1可逆电池 201

7.3.2电动势的测定及标准电池 203

7.3.3能斯特方程 205

7.3.4可逆电池标准电动势与平衡常数的关系 205

7.3.5电动势及其温度系数与ΔrHm和ΔrSm的关系 206

7.4电极电势 206

7.4.1双电层 207

7.4.2电极电势 207

7.4.3电极电势与反应物活度的关系 208

7.4.4液体接界电势 211

7.5可逆电极的种类和原电池设计 212

7.5.1可逆电极的种类 212

7.5.2原电池设计 214

7.6电动势测定的应用 215

7.6.1计算电池反应的ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm及Qr，m 215

7.6.2计算电池反应的标准平衡常数 216

7.6.3测定平均离子活度系数 216

7.6.4测定难溶盐的溶度积 217

7.6.5测定溶液的pH值 218

7.7电解和极化现象 218

7.7.1分解电压 218

7.7.2浓差极化和电化学极化 220

7.7.3极化曲线的测定 222

7.7.4电解池与原电池极化的差别 223

7.8电解时电极上的反应 224

7.8.1阴极反应 224

7.8.2阳极反应 225

＊7.9金属的腐蚀与防腐 226

7.9.1金属腐蚀分类 226

7.9.2电化学腐蚀的机理 226

7.9.3金属的防腐 227

＊7.10化学电源 229

7.10.1燃料电池 230

7.10.2二次电池 230

7.10.3一次电池 232

习题 233

第8章 化学动力学基础 236

8.1化学反应速率的定义 237

8.2化学反应的速率方程 238

8.2.1基元反应和非基元反应及反应机理 238

8.2.2质量作用定律和反应分子数 239

8.2.3反应速率的一般形式和反应级数 240

8.2.4用气体组成分压表示的速率方程 242

8.3速率方程的积分式 242

8.3.1零级反应 242

8.3.2一级反应 243

8.3.3二级反应 245

8.3.4 n级反应 248

8.4反应速率的实验测定原理与方法 251

8.4.1物质的动力学实验数据的测定 251

8.4.2浓度对总反应速率的影响——实验安排 252

8.4.3浓度对总反应速率的影响——数据处理 254

8.5温度对反应速率的影响 257

8.6活化能 261

8.6.1基元反应的活化能 261

8.6.2活化能与反应热的关系 263

8.6.3活化能的实验测定 263

8.7典型的复合反应 264

8.7.1对行反应 264

8.7.2平行反应 266

8.7.3连串反应 268

8.8复合反应速率的近似处理方法 269

8.8.1控制步骤法 269

8.8.2稳态近似法 270

8.8.3平衡态近似法 271

8.8.4稳态近似法与平衡态近似法的比较 272

8.8.5复合反应的表观活化能 272

8.9链反应 273

8.9.1链反应的共同步骤 273

8.9.2直链反应 275

8.9.3支链反应 276

8.10反应速率理论简介 278

8.10.1简单碰撞理论 279

8.10.2过渡态理论 282

8.11光化学反应 284

8.11.1光与光化学反应 284

8.11.2光化学反应基本定律 284

8.11.3光化学的量子效率 285

8.11.4光化学反应的特点 286

8.11.5光化学反应的机理 287

8.12催化作用 289

8.12.1催化剂的定义 289

8.12.2催化作用的分类 289

8.12.3催化反应的机理及速率常数 290

8.12.4催化作用的共同特征 291

＊8.13溶液中的反应和多相反应 292

8.13.1溶液反应动力学 292

8.13.2多相反应 294

习题 297

第9章 界面现象 302

9.1界面张力与界面热力学 302

9.1.1界面张力 303

9.1.2表面功与表面吉布斯函数 304

9.1.3影响界面张力的因素 305

9.1.4界面热力学关系式 306

9.2弯曲界面的特性 307

9.2.1弯曲液面的附加压力 307

9.2.2弯曲液面的饱和蒸气压 309

9.3溶液表面吸附 312

9.3.1溶液表面张力与表面吸附 312

＊9.3.2吉布斯吸附等温式 313

9.3.3表面活性剂简介 316

9.4固体表面吸附 320

9.4.1物理吸附与化学吸附 320

9.4.2吸附等温线与吸附热力学 321

9.4.3吸附等温式与吸附理论 322

9.5液-固界面的润湿 326

9.5.1润湿现象 326

9.5.2接触角与杨氏方程 327

9.5.3固体在溶液中的吸附 328

习题 330

第10章 胶体分散系统与大分子溶液 332

10.1分散系统分类 332

10.2溶胶的制备与净化 334

10.2.1溶胶的制备 334

10.2.2溶胶的净化 335

10.3胶体系统的基本性质 336

10.3.1溶胶的光学性质 336

10.3.2溶胶的动力学性质 337

10.3.3溶胶的电学性质 340

10.4溶胶的稳定性和聚沉作用 344

10.4.1电解质的聚沉作用 344

10.4.2正、负胶体的相互聚沉 345

10.4.3高分子化合物的聚沉作用 346

10.5 DLVO理论简介 347

10.6大分子溶液 348

习题 350

附录一 国际单位制 352

附录二 希腊字母表 354

附录三 基本常数 355

附录四 换算因数 355

附录五 元素的相对原子质量表（1997） 356

附录六 某些物质的临界参数 357

附录七 某些气体的范德华常数 358

附录八 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 359

附录九 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及摩尔定压热容 360

参考文献 363